城市道路雨水系統設計研究

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摘要：文章結合某工程實例，從海綿城市的概念出發，對海綿城市中城市道路雨水系統的設計原則進行分析，并在討論本工程道路雨水系統設計理念的同時，總結了城市道路雨水系統設計的要點內容，通過分析可知，在海綿城市建設中，完善城市雨水道路的系統設計，能夠切實提高城市的吸水排水能力，對促進城市的發展意義重大。

關鍵詞：海綿城市；城市道路；雨水系統；設計要點

在當今社會經濟快速發展的大環境下，城市化的進程在我國不斷加快，規模也越來越大。然而大量水泥建筑的出現也導致城市地表透水面積急劇縮小，當降雨量過大時，會引起城市內澇和水資源污染等一系列問題。應用和推廣海綿城市的理念，不僅可以在一定程度上改善因降雨量過大，而引發的一系列問題，還能提高水資源在城市中的利用率，落實生態可持續的發展目標。因此，研究分析海綿城市建設中道路雨水系統設計具有重要的現實意義。

1海綿城市概述

1.1海綿城市的概念。在規劃城市時，通過改變傳統的城市道路雨水系統，將路面雨水口收集的雨水進行系統的處理和凈化達到可二次利用的目標，由此對城市進行低影響設計和開發，便可以將城市變成一個海綿，將雨水通過合理的存儲、轉化和再利用，補充城市水資源，一方面大大提升了雨水的利用效率，另一方面也達到了節約用水，踐行可持續發展的目的。由于傳統城市道路交通的設計核心是道路交通的安全性和暢通性等方面，對于城市雨水系統方面卻很少涉及。海綿城市在設計和建設過程中，重點將城市雨水系統納入其中，本著對城市低影響的開發理念，通過合理設計，使得城市地表雨水能夠快速流入LID設施中，對雨水進行處理達到城市用水使用標準，不僅協調處理了城市雨水資源，還能大大降低城市內澇、水資源污染等問題的發生幾率。1.2海綿城市中城市道路雨水系統的設計原則海綿城市道路雨水系統的核心思想在于，結合當地水文氣象條件和城市實際，在道路雨水系統設計中科學合理地應用LID設施，通過增大城市的透水面積，加快城市地表雨水。快速下滲的同時，延緩地表雨水徑流時間，使得城市地表雨水無法形成一定的徑流量，避免城市內澇的產生。海綿城市道路雨水系統主要設計原則體現在以下幾個方面。（1）首先要對路網結構進行標準的升級優化，在道路設計過程中盡量減少灰色路面的使用面積，加強路面的滲透效果，達到降低雨水徑流量的目的。（2）提升雨水自然下滲效果，在道路設計過程中，通過道路兩側的綠化植被淺溝、雨水花園等設計，提升雨水自然下滲效果的同時，利用植被的過濾效果，對雨水中的污染物進行初步的過濾和處理，提升雨水的水質，減少對地下水的污染，保障城市水資源的生態平衡。（3）科學合理地設置雨水處理裝置，力求高效合理的實現雨水的收集、過濾、凈化和處理。加快雨水的下滲節流，減小地面雨水徑流量，緩解城市排水系統的壓力，同時大大降低城市內澇發生的可能性，與此同時實現雨水的回收再利用，大大提升城市水資源的利用率。

2項目概述

本項目城市道路設計為雙向六車道，根據實際情況可增設1～2條公交車占用車道等功能性車道，增加城市道路交通的暢通性。道路設計中還會保留3m的中央分隔帶，為以后城市發展過程中城市輕軌的規劃和建設做預留。該道路為城市重要的南北交通干線，在該道路的設計和建設過程中，引入海綿城市理念，加入道路雨水系統。2.1本工程道路雨水系統設計理念。在本工程中，增強道路本身對雨水的處理能力是道路雨水系統設計的基礎，力求最大限度降低人為干預，依靠城市水文系統自然恢復城市生態秩序。（1）因地制宜：結合當地實際條件，合理運用技術手段，保證設計方案切實有效。通過對當地降雨量、土壤性質以及周邊水文地質等情況的詳細了解，結合當地城市管理模式等因素，科學合理地設計道路雨水系統，力求實際方案能夠因地制宜地發揮最大作用。（2）基于多目標的技術集成：使用人行道滲透和雨水收集等技術集成設計取代傳統道路和雨水管渠排放模式，通過控制城市地表徑流和污染等，全方位實現城市道路雨水系統的排、收、蓄、用等處理，完善道路雨水系統設計方案。2.2本工程道路雨水系統設計策略。（1）普通路面段的雨水系統：使用透水材料鋪設人行道的面層和基層，在道路兩側及人行道一側的綠化帶設置專用的植物滯留設施，對于部分區域，還需設置雨水棄流設施，保證在道路路面正常排水的同時，能夠實現雨水的收集、處理和再運用。（2）對于道路側分帶綠地:通過對道路橫截面的科學合理設計，確保雨水徑流在通過地面時，能夠正常的匯聚到道路兩側的綠化帶中，利用綠化植物和土壤的凈化能力，對雨水進行初步凈化處理，在設計道路雨水系統時盡量減少甚至避免不必要的水資源污染。

3城市道路雨水系統設計方案

在城市道路的雨水系統方案設計的工程中，需要嚴格按照海綿城市的建設理念要求，優化各個設計環節的問題，以保證設計方案滿足實際要求，以下對城市道路雨水系統設計方案進行研究。3.1道路橫坡和排水設計。在道路雨水系統設計時，運用雙坡排水的處理方式解決對于道路斜面和具體排水設計的難題，具體設計是將人行道設計為向內側傾斜，而人行道以外的車道橫坡設計為向外側傾斜，同時在道路兩側設置雨水收集口，收集雨水。通過科學合理的設計，最大幅度地加快城市道路地表的雨水，能最快地排出和收集。3.2道路縱斷面設計。在道路橫斷面設計過程中，應該注意盡量減少邊坡數量，因此可以考慮采用大曲線半徑，使得道路的縱斷面區域流暢、平順。3.3雨水系統的設計。城市道路污染源范圍相對而言比較廣、種類也很多，其中雨水污染便是很重要的組成部分。正是因為如此，城市雨水道路交通工程在設計時，特意采用了生態滯留設施-側分帶下凹式綠地（如圖1所示），該設施能對雨水進行集中收集、過濾和再利用處理，其中通過綠化帶植被和土壤的滯留和處理，不僅能初步過濾污染物，收集過濾后的雨水也能用于澆灌城市綠化。設計雨水系統時會考慮到不同時段降雨的不用處理方式。（1）剛開始降雨時，道路上的雨水會排入側分帶，而人行道的雨水則通過透水磚流入邊溝之中，道路上的雨水一部分滲入綠化帶的土壤中，另一部分會被收集到收集管之中，最終匯聚到積水井中，集水井中的雨水再分流到城市道路管網之中。（2）在城市中，當城市降雨量偏大時，溢出側分帶的雨水會通過溢雨水口進行收集，最后也會分流排入城市雨水管網中。（3）當在城市中，降雨停止之后，道路雨水系統儲存的雨水，會按照設計向周圍綠化帶土壤緩慢釋放，提升土壤濕潤性，為城市綠化帶植被提供一個良好生長環境。雨水的收集再利用減少了城市灌溉用水量，提高了城市的水資源利用率。3.4LID的技術措施。本次設計采取的具體措施為：（1）在機非分隔帶側石進行開槽，將外部雨水吸納進入綠化帶內，具體見路緣石結構大樣圖；（2）機非分隔帶設計為下凹式生物滯留帶，與機非分隔帶開槽側石增加雨水吸納效果；（3）設置橫向截水駝峰（土埂），并且要設置于綠化帶內才合理，此時，如果道路縱坡大于0.5%，那么，在綠化帶就要做到，每15m左右設置一道橫向截水駝峰，如果縱坡小于0.5%時，則間距可以根據實際情況適當增大；（4）在每個截留單元內上游進行側石開槽，在下游設置溢流井，開槽位置及溢流井在其所對應的滯水單元內與下游截水駝峰盡量對向分開布置，以達到先收后排、滯滲結合、余水外排的目的，溢流口及擋水堰位置；（5）在中央綠化帶每塊綠地中間設置帶溢流水口的水井（頂部標高低于綠地最低點100mm），確保暴雨時雨水的正常排放。平面布置詳見綠化設計圖；（6）人行道采用透水鋪裝。通過以上具體的幾項措施，可初步達到小雨基本不外排，中雨能滯留，大雨能削峰，有效利用雨水并且減少初期雨水污染等海綿城市設計的基本要求。

4結語

隨著經濟社會不斷的發展，城市規模將越來越大、城市道路交通網絡也越來越全面、科學。海綿城市理念則順應了城市發展潮流，其中城市道路作為城市雨水污染和雨水徑流較大的區域，其雨水系統的科學合理設計十分重要。本文通過實例分析和研究海綿城市的道路雨水系統，可以大大降低雨水的地表徑流量，避免不必要的城市內澇問題，同時收集雨水再利用，提高了城市水資源的利用率，節約了用水，實現了社會效益和經濟效益的雙豐收。

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作者:魯靜 單位:中交水運規劃設計院有限公司